天体物理学>宇宙学和非星系天体物理学
标题: 大规模结构模拟中作为流体集合的宇宙中微子背景
摘要: 将大质量中微子建模为热暗物质的一个重大挑战是它的大速度色散。 在这项工作中,我们研究并实现了一个多流体微扰理论,该理论将宇宙中微子种群视为具有广泛体积速度的流体集合。 这些流体对冷物质的聚集作出线性响应,冷物质聚集可以是线性的,用标准线性微扰理论描述,也可以是非线性的,用高阶微扰理论或N体模拟描述。 我们验证了中微子扰动的这种替代性处理与功率谱和双谱预测方面最先进的中微子线性响应计算密切一致。 将多流体中微子线性响应与冷物质聚集的非线性计算相结合,我们发现,对于中微子质量和为0.93 eV的参考nuLambdaCDM宇宙学,相对于纯线性计算,小尺度中微子功率增加了一个数量级。 然而,冷物质中相应的聚集增强是适度的~0.05%。 重要的是,我们的多流体方法独特地使我们能够识别出移动最慢的25%中微子群,其强度足以保证进行非线性处理。 这种小尺度中微子团簇的精确计算以及细粒度的速度信息,对于探测太阳附近局部中微子密度和速度的PTOLEMY等实验来说,将是非常宝贵的。